一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置的制作方法

本发明涉及夹持装置，尤其涉及一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置。

背景技术：

为实现汽车轻量化，高强钢材料已被广泛应用于各种车身结构件中。但是，随着高强钢强度级别的升高，回弹问题变得更加突出，模具调试困难，零件尺寸质量提升困难，因此对高强钢零件的回弹预测的需求更加迫切。

回弹一般发生在成形结束移除零件的约束时，材料在这个过程中经历反向加载。不同于单向拉伸时的应力应变，材料在反向加载时会出现包申格效应，所以回弹和材料非线性加载下的应力应变响应直接相关。使用仿真准确预测零件回弹需要材料非线性载荷下的本构描述，而本构模型中的材料参数需要通过循环加载试验来确定。

对于金属板材，在压缩过程中容易产生起皱失稳，因此循环加载实验很难实现。需要设置板料夹持装置，控制板料在拉压循环加载过程中失稳的发生。

目前的板料夹持装置的缺陷是：采用普通线弹簧，提供侧压力。普通线弹簧提供的侧压力有限且精度不高，而且手动调节弹簧的长度来调节侧压力的大小，无法确保每根弹簧受力相同，导致试样受力不均匀，可靠性差，失稳的控制效果较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置。

本发明提供了一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置，包括支撑部、设置在所述支撑部上的氮气弹簧夹持部、前夹持板和后夹持板，所述前夹持板和后夹持板平行设置，其中，所述氮气弹簧夹持部包括氮气弹簧安装板和氮气弹簧，所述氮气弹簧安装板固定在所述支撑部上，所述氮气弹簧包括缸体和与所述缸体连接的柱塞，所述氮气弹簧的缸体固定在所述氮气弹簧安装板上，所述氮气弹簧安装板连接有滑动杆，所述滑动杆穿过所述后夹持板、前夹持板，所述滑动杆上设有止动部，所述后夹持板、前夹持板位于所述氮气弹簧的柱塞、止动部之间。

作为本发明的进一步改进，所述后夹持板、前夹持板、氮气弹簧安装板相平行，所述氮气弹簧垂直于所述氮气弹簧安装板，所述后夹持板位于所述前夹持板、氮气弹簧安装板之间。

作为本发明的进一步改进，所述滑动杆为双头螺杆，所述双头螺杆的两端分别设有螺纹，所述止动部为螺母，所述双头螺杆的一端与所述氮气弹簧安装板螺纹连接，所述双头螺杆的另一端与所述螺母连接。

作为本发明的进一步改进，所述氮气弹簧的柱塞、螺母压紧所述后夹持板、前夹持板。

作为本发明的进一步改进，所述双头螺杆的中间为光滑的圆柱。

作为本发明的进一步改进，所述双头螺杆外套设有限位套筒。

作为本发明的进一步改进，所述氮气弹簧安装板连接有导柱，所述导柱穿过所述后夹持板、前夹持板。

作为本发明的进一步改进，所述氮气弹簧安装板上设有氮气弹簧限位块。

作为本发明的进一步改进，所述后夹持板上设有方形槽，所述方形槽上设有试样限位块，所述方形槽、试样限位块之间设有调节垫块。

作为本发明的进一步改进，所述支撑部包括底座和设置在所述底座上的支撑杆，所述支撑杆、氮气弹簧安装板通过高度调节螺栓连接。

本发明的有益效果是：通过上述方案，试样受力均匀，可靠性高，失稳的控制效果较好。

附图说明

图1是本发明一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置的示意图。

图2是本发明一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置的另一视角的示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1至图2所示，一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置，包括支撑部、设置在所述支撑部上的氮气弹簧夹持部、前夹持板1和后夹持板2，所述前夹持板1和后夹持板2平行设置，其中，所述氮气弹簧夹持部包括氮气弹簧安装板3和氮气弹簧4，所述氮气弹簧安装板3固定在所述支撑部上，所述氮气弹簧4包括缸体和与所述缸体连接的柱塞，所述氮气弹簧4的缸体固定在所述氮气弹簧安装板3上，所述氮气弹簧安装板3连接有滑动杆，所述滑动杆依次穿过所述后夹持板2、前夹持板1，所述滑动杆上设有止动部，所述后夹持板2、前夹持板1位于所述氮气弹簧4的柱塞、止动部之间。

如图1至图2所示，所述后夹持板2、前夹持板1、氮气弹簧安装板3相平行，所述氮气弹簧4垂直于所述氮气弹簧安装板3，所述后夹持板2位于所述前夹持板1、氮气弹簧安装板3之间。

如图1至图2所示，所述滑动杆为双头螺杆7，所述双头螺杆7的两端分别设有螺纹，所述止动部为螺母8，所述双头螺杆7的一端与所述氮气弹簧安装板3螺纹连接，所述双头螺杆7的另一端与所述螺母8连接，所述双头螺杆7共设置四根，其中两根设置在后夹持板2的左侧，另外两根设置在后夹持板2的右侧。

如图1至图2所示，所述氮气弹簧4的柱塞、螺母8压紧所述后夹持板2、前夹持板1。

如图1至图2所示，所述双头螺杆7的中间为光滑的圆柱。

如图1至图2所示，所述双头螺杆7外套设有限位套筒9。

如图1至图2所示，所述氮气弹簧安装板3连接有导柱10，所述导柱10依次穿过所述后夹持板2、前夹持板1，所述导柱10有两根，分别设置在后夹持板2的左右两侧，所述氮气弹簧4的柱塞顶在后夹持板2的中间部位。

如图1至图2所示，所述氮气弹簧安装板3上设有氮气弹簧限位块5。

如图1至图2所示，所述后夹持板2上设有左右两个方形槽，所述方形槽上设有试样限位块6，所述方形槽、试样限位块6之间设有调节垫块，可调节前夹持板1、后夹持板2之间的距离，实现不同厚度试样的循环加载实验。

如图1至图2所示，所述支撑部包括底座12和设置在所述底座12上的支撑杆11，所述支撑杆11、氮气弹簧安装板3通过高度调节螺栓14连接。

本发明提供的一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置，前夹持板1、后夹持板2、氮气弹簧安装板3均为矩形板。氮气弹簧4通过螺栓固定在氮气弹簧安装板3上。在氮气弹簧安装板3上，氮气弹簧4左右两侧各安装一个氮气弹簧限位块5以防止过度压缩导致氮气弹簧4损坏或爆裂。试样13夹持在前夹持板1和后夹持板2之间，左右两个试样限位块6分别固定在后夹持板2上左右两个方形槽内，对试样13起到定位作用。氮气弹簧安装板3、后夹持板2以及前夹持板1之间通过导柱10进行导向，通过双头螺杆7进行滑动连接。每个双头螺杆7只在两端加工有螺纹，其中一端固定在氮气弹簧安装板3上，然后依次穿过限位套筒9以及后夹持板2和前夹持板1上的螺杆通孔，在双头螺杆7的另一端通过旋紧螺母8将氮气弹簧4顶在后夹持板2上，从而使氮气弹簧4提供的侧压力作用在试样13上，以避免试样13压缩失稳。每个双头螺杆7中间为光滑的圆柱，从而实现前夹持板1和后夹持板2相对于双头螺杆7自由滑动。支撑杆11一端固定在底座12上，另一端通过高度调节螺栓14固定在氮气弹簧安装板3后侧，以消除夹持装置由于前后不对称而在重力作用下产生的弯矩。

本发明提供的一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置，可以使金属板材在拉压循环加载下更不易失稳，更稳定，材料参数的测量更准确，而且可以实现不同料厚的金属板材测试。

本发明提供的一种防止金属板材在拉压循环加载下失稳的夹持装置，具有以下优点：

（1）通过在前夹持板1上开孔，实现在循环拉压过程中采用先进的数字图像dic设备实时测量试样标距段内的应变变化，测量结果更准确；

（2）通过在试样限位块6侧面与试样夹持端侧面之间留0.5mm的间隙，起到定位作用，方便试样13的夹持。同时，在前后方向上，可以在试样限位块6和方形槽之间增加垫片来调节前夹持板2、后夹持板1之间的距离，实现不同厚度试样的循环加载实验；

（3）通过使用氮气弹簧4提供侧压力，能实现更大变形量更稳定的循环加载实验；

（4）通过将限位套筒9套在双头螺杆7上，实现对后夹持板2的限位，从而确保每个螺母8都旋到相同的位置，使试样13受力更均匀；

（5）通过在夹持装置后侧使用支撑杆11支撑，消除夹持装置由于前后不对称而在重力作用下产生的弯矩。

（6）设置导柱10，实现对前夹持板1、后夹持板2的导向作用，同时增加整个夹持装置的刚度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。